CN112180269A - 一种电池包接入识别方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电池包接入识别方法，包括：当电池包接入到控制器时，所述控制器通过采样电路采集侦测电阻的电阻值，其中，所述侦测电阻设置在所述电池包内；所述控制器根据所述侦测电阻的阻值对所述电池包进行判断；若所述阻值符合预设的阈值范围，则判定所述电池包合法，否则判定所述电池包非法。本发明提供了一种电池包接入识别方法及系统，能够对接入的电池包进行识别。

Description

一种电池包接入识别方法及系统

技术领域

本发明涉及集成电路及电池技术领域，尤其是涉及一种电池包接入识别方法及系统。

背景技术

在太阳能控制器系统中，目前有两种电池包接入方式：第一种是控制器不对电池包进行识别，所有电池包都可以接入；第二种是控制器和电池包都具有通信功能，两者进行握手识别。

虽然上述第一种电池接入方案可以混合各种电池包组装到太阳能控制器系统中，但该方案不能对接入的电池包进行识别。出于安全可靠性考虑，在电池包接入系统之前，控制器有必要先对电池包进行合法性判断，即在判断电池包是否符合系统控制器要求之后再允许接入太阳能控制器系统。上述第二种电池接入方案虽然可以实现对接入电池进行合法性判断，但该方案要求接入的电池包具备通信功能，不适用于所有类型的电池。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提供了一种电池包接入识别方法及系统，能够对接入的电池包进行识别。所述技术方案如下：

本发明实施例提供了一种电池包接入识别方法，包括：

当电池包接入到控制器时，所述控制器通过采样电路采集侦测电阻的电阻值，其中，所述侦测电阻设置在所述电池包内；

所述控制器根据所述侦测电阻的阻值对所述电池包进行判断；若所述阻值符合预设的阈值范围，则判定所述电池包合法，否则判定所述电池包非法。

作为优选方案，所述控制器包括电源模块、控制模块、采样分压电阻；

所述采样分压电阻的一端与所述侦测电阻连接，所述采样分压电阻的另一端与所述电源模块连接，以形成所述采样电路；

所述控制模块连接至所述侦测电阻与所述采样分压电阻之间的连接线节点并进行采样，得到采样电压；

所述控制模块根据所述采样电压计算出所述侦测电阻的阻值。

作为优选方案，所述控制模块根据所述采样电压计算出所述侦测电阻的阻值，具体的计算方式为：

根据分压电路原理计算出侦测电阻的阻值，其中算式具体如下：

其中，R_det为侦测电阻的阻值，R₁为采样分压电阻的阻值，V为电源模块提供的电压值，V_det为采样电压的电压值。

作为优选方案，所述控制器，还设有光伏板连接端、负载连接端、电池包电源连接端，以及充电开关和放电开关、充电控制模块和放电控制模块；

所述光伏板连接端通过所述充电开关连接所述充电控制模块；

所述负载连接端通过所述放电开关连接所述放电控制模块；

所述充电控制模块和所述放电控制模块均与所述电池包电源连接端连接；

所述充电开关和所述放电开关分别与所述控制模块连接。

作为优选方案，所述控制模块，还用于：

根据预设的周期重复检测所述侦测电阻的阻值是否符合所述阈值范围以判断所述电池包合法或非法；

若判定所述电池包合法，则所述控制模块向所述充电开关和所述放电开关发送开通开关的信号；

若判定所述电池包非法，则所述控制模块向所述充电开关和所述放电开关发送关断开关的信号。

作为优选方案，所述电源模块，包括降压芯片、功率电感、滤波电容以及反馈电阻；

所述降压芯片的正极端连接输入电源，所述降压芯片的自举输出端与所述功率电感串联，以及所述降压芯片的自举输出端与所述反馈电阻、所述滤波电容并联。

作为优选方案，所述电源模块，还包括输入滤波电容；所述降压芯片的正极端与所述输入滤波电容并联。

作为优选方案，所述电源模块，还包括反馈分压电阻；

所述降压芯片还设有反馈输入端；所述反馈输入端串联所述反馈分压电阻后接地。

作为优选方案，所述电源模块，还包括使能分电阻；

所述降压芯片还设有使能端；所述降压芯片的使能端连接所述使能分电阻及连接所述输入电源。

为了解决相同的技术问题，本发明实施例提供了一种电池包接入识别系统，适用于如上所述的电池包接入识别方法。

相比于现有技术，本发明实施例具有如下有益效果：

本发明提供了一种电池包接入识别方法及系统，利用控制器采集电池包内的侦测电阻的阻值，并根据所述阻值判断所述电池包合法或非法，从而实现对接入的电池包进行识别，而且不需要所述电池包和所述控制器具备通信功能，简化了对接入电池包进行识别的方式。

附图说明

图1是本发明实施例中的一种电池包接入识别方法的模块示意图；

图2是本发明实施例中的一种电池包接入识别方法中所述采样电路的电路图；

图3是本发明实施例中的一种电池包接入识别方法的控制模块内部程序的流程图；

图4是本发明实施例中的一种电池包接入识别方法的充电开关的电路图；

图5是本发明实施例中的一种电池包接入识别方法的放电开关的电路图；

图6是本发明实施例中的一种电池包接入识别方法的电源模块的电路图；

图7是本发明实施例中的一种电池包接入识别系统的结构图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参见图1，本方案提供一种示例性实施例，一种电池包接入识别方法，包括：

S101、当电池包接入到控制器时，所述控制器通过采样电路采集侦测电阻的电阻值，其中，所述侦测电阻设置在所述电池包内；

S102、所述控制器根据所述侦测电阻的阻值对所述电池包进行判断；若所述阻值符合预设的阈值范围，则判定所述电池包合法，否则判定所述电池包非法。

本实施例提供了一种电池包接入识别方法，利用控制器采集电池包内的侦测电阻的阻值，并根据所述阻值判断所述电池包合法或非法，从而实现对接入的电池包进行识别，而且不需要所述电池包和所述控制器具备通信功能，简化了对接入电池包进行识别的方式。

在本实施例中，所述控制器包括电源模块、控制模块、采样分压电阻；所述电池包包括侦测电阻；

所述采样分压电阻的一端与所述侦测电阻连接，所述采样分压电阻的另一端与所述电源模块连接，以形成所述采样电路；

所述控制模块连接至所述侦测电阻与所述采样分压电阻之间的连接线节点并进行采样，得到采样电压；

所述控制模块根据所述采样电压计算出所述侦测电阻的阻值。

在本实施例中，根据计算结果可获取侦测电阻Rdet大小，然后单片机将Rdet和程序预设的阈值范围“Rlow～Rhigh”对比；如果Rlow<Rdet<Rhigh，则判断接入的电池合法。

可以理解的是，所述电池包还包括电芯；所述电芯通过电源线与所述控制器连接。

可以理解的是，当所述智能电池包接入控制器与电池包连接时，电池包的内置电阻，即是侦测电阻，通过引线接到所述智能电池包接入控制器，通过所述侦测电阻连接端连接所述智能电池包接入控制器，并且与所述采样分压电阻、所述中心处理器形成采样电路。

请参见图2，电池包的侦测电阻为Rdet，采样分压电阻为R1，所述中心处理器采用单片机。常规的单片机设有ADC电路，通过ADC电路可定时发起采样；定时周期可根据需求自主设置。根据如图所示的采样电路，单片机的ADC电路可以采样到的电压为Vdet，通过分压电路原理可以计算出侦测电阻。

在本实施例中，所述控制模块根据所述采样电压计算出所述侦测电阻的阻值，具体的计算方式为：

根据分压电路原理计算出侦测电阻的阻值，其中算式具体如下：

其中，R_det为侦测电阻的阻值，R₁为采样分压电阻的阻值，V为电源模块提供的电压值，V_det为采样电压的电压值。

通过对比现有的方案可知，本方案相比起不具备电池包接入识别功能的方案更安全可靠；相比起双方通信协商的方案需要电池包和控制器两端都使用支持通信的芯片，本方案只需要在控制器端增加配置ADC采样电路的单片机，制造成本更低。

本方案还提供一种优选实施例，所述控制器，还设有光伏板连接端、负载连接端、电池包电源连接端，以及充电开关和放电开关、充电控制模块和放电控制模块；

所述光伏板连接端通过所述充电开关连接所述充电控制模块；

所述负载连接端通过所述放电开关连接所述放电控制模块；

所述充电控制模块和所述放电控制模块均与所述电池包电源连接端连接；

所述充电开关和所述放电开关分别与所述控制模块连接。

在本实施例中，所述充电开关、所述放电开关可以用大功率MOS管或继电器实现。

在本实施例中，充放电模块为控制器的通用模块，不限制具体实现原理和电路。

所述充电控制模块位于光伏板输入与电池之间，一般用充电控制芯片实现，用于实现充电功能控制和保护，充电控制方式有PWM和MPPT等类型，主要是为了提高充电效率。充电保护有欠压、过压、过流、短路等；

所述放电控制模块位于电池和负载之间，用于实现放电功能控制和保护，放电控制可能有升降压和直接输出等方式，主要是为了满足负载用电需求，保护功能有过流、短路等。

请参见图3，在本实施例中，所述控制器的控制模块，还用于：

根据预设的周期重复检测所述侦测电阻的阻值是否符合所述阈值范围以判断所述电池包合法或非法；

若判定所述电池包合法，则所述控制模块向所述充电开关和所述放电开关发送开通开关的信号；

若判定所述电池包非法，则所述控制模块向所述充电开关和所述放电开关发送关断开关的信号。

在本实施例中，通过单片机的GPIO控制闭合充电开关和放电开关，使电池充放电回路接通，从而使电池能够正常充电和放电；反之，断开充电开关和放电开关，电池充放电回路被关断。从而拒绝该非法电池包接入。

请参见图4，在本实施例中，在所述充电开关的具体电路中，包括第一二极管、第一电容、第一三极管、第一电阻和第二电阻以及接通或断开光伏板连接端与充电控制模块之间线路的继电器；

所述第一二极管的负极连接输入电源，所述第一二极管的正极连接所述第一三极管的集电极；

所述第一二极管、所述第一电容与所述继电器的控制端并联；

所述第一三极管的基极连接所述第一电阻后接入所述控制模块；

所述第一三极管的发射极连接所述第二电阻后接地。

请参见图5，在本实施例中，在所述放电开关的具体电路中，包括第二二极管、第二电容、第二三极管、第三电阻和第四电阻以及接通或断开负载连接端与放电控制模块之间线路的继电器；

所述第二二极管的负极连接输入电源，所述第二二极管的正极连接所述第二三极管的集电极；

所述第二二极管、所述第二电容与所述继电器的控制端并联；

所述第二三极管的基极连接所述第三电阻后接入所述控制模块；

所述第二三极管的发射极连接所述第四电阻后接地。

如图4、5所示，上述输入电源为Vbat，其中，Vbat表示电池电压。

本实施例利用预设在控制模块的程序，通过本实施例的简易电路结构控制充电开关、放电开关，有利于减低所述电池包接入识别系统的制造成本。

请参见图4、5，单片机(即控制模块)通过单片机GPIO引脚分别向充电开关、放电开关发送Charge Control和Discharge Control两个控制信号以控制充电开关和放电开关。

本方案还提供一种优选实施例，所述电源模块，包括降压芯片、功率电感、滤波电容以及反馈电阻；

所述降压芯片的正极端连接输入电源，所述降压芯片的自举输出端与所述功率电感串联，以及所述降压芯片的自举输出端与所述反馈电阻、所述滤波电容并联。

本实施例还提供一种优选实施方式，所述电源模块，还包括输入滤波电容；所述降压芯片的正极端与所述输入滤波电容并联。

本实施例还提供一种优选实施方式，所述电源模块，还包括反馈分压电阻；

所述降压芯片还设有反馈输入端；所述反馈输入端串联所述反馈分压电阻后接地。

本实施例还提供一种优选实施方式，所述电源模块，还包括使能分电阻；

所述降压芯片还设有使能端；所述降压芯片的使能端连接所述使能分电阻及连接所述输入电源。

请参见图6，所述降压芯片的正极端VIN与第一输入滤波电容C3256、第二输入滤波电容C3257并联，第一输入滤波电容C3256、第二输入滤波电容C3257的一端连接所述输入电源，另一端接地。

所述降压芯片的使能端EN连接第一使能分电阻R2659且连接至所述输入电源，并且连接第二使能分电阻R2660的一端，所述第二使能分电阻R2660的另一端接地。

所述降压芯片的接地端GND接地。

所述降压芯片的第一自举输出端BOOT、第二自举输出端SW共同与所述功率电感L1串联，以及与第一反馈电阻R2658、第二反馈电阻R2656、第一滤波电容C3251、第二滤波电容C3252并联；所述第一自举输出端BOOT与所述功率电感L1之间还通过第三电容C3258。

所述降压芯片的反馈输入端FB连接第一反馈分压电阻R2657后接地，所述反馈输入端FB还并联第二反馈分压电阻R2656、第一反馈电容C3255；所述第二反馈分压电阻R2656、所述第一反馈电容C3255的一端与所述反馈输入端FB连接，所述第二反馈分压电阻R2656、所述第一反馈电容C3255的另一端与所述第一反馈电阻R2658连接。

在本实施例中，所述电源模块完成Vbat-3.3V的电压转换，用于单片机系统的供电电源。

本实施例的电源模块的电路为降压稳压电路，能够为所述控制模块提供稳定的电流电压，同时该降压稳压电路结构简易，便于搭建。

请参见图7，本方案提供一种示例性实施例，一种电池包接入识别系统，适用于上述的电池包接入识别方法。

在本实施例中，所述电池包接入识别系统包括如上所述的控制器和电池包；

所述电池包内置电芯和侦测电阻；

所述电芯的正极通过所述控制器的电池包电源连接端连接所述电源模块；

所述侦测电阻的一端通过所述控制器的侦测电阻连接端连接所述控制模块和所述采样分压电阻；

所述侦测电阻的另一端以及所述电芯的负极通过所述控制器的电池包电源连接端连接地线。

通过对比现有的方案可知，现有的双方通信协商的方案实现需要在控制器和电池包之间增加两根连接线，分别是数据接收线、数据发送线；相比之下，本方案只用增加一根侦测电阻连接线，连接线更简单。

在本实施例中，所述电池包接入识别系统，还包括光伏板和负载；

所述光伏板安装于所述控制器的光伏板连接端；

所述负载安装于所述控制器的负载连接端。

本发明提供了一种电池包接入识别系统，包括控制器和电池包；所述控制器包括电源模块、控制模块、采样分压电阻；所述电池包包括侦测电阻；在电池包内的侦测电阻通过引线接至控制器，并且所述采样分压电阻的一端与所述侦测电阻连接，所述采样分压电阻的另一端与所述电源模块连接；所述控制模块连接至所述侦测电阻与所述采样分压电阻之间的连接线节点并进行采样，得到采样电压并根据所述采样电压计算出所述侦测电阻的阻值，从而实现对所述电池包内的电阻进行识别；所述控制模块根据所述阻值是否符合预设的阈值范围，而判断所述电池包合法或非法，从而实现对接入的电池包进行识别，进一步决定是否让所述电池包接入太阳能控制器系统。

本方案只需要在控制器和电池包之间增加用于连接侦测电阻和控制器的连接线，即可通过识别侦测电阻的阻值判断所述电池包是否合法，相比起现有方案的实现方式更简捷。而且，本方案的控制器和电池包都不须设置具备通信功能的芯片，大大降低制造成本。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种电池包接入识别方法，其特征在于，包括：

当电池包接入到控制器时，所述控制器通过采样电路采集侦测电阻的电阻值，其中，所述侦测电阻设置在所述电池包内；

所述控制器根据所述侦测电阻的阻值对所述电池包进行判断；若所述阻值符合预设的阈值范围，则判定所述电池包合法，否则判定所述电池包非法。

2.如权利要求1所述的电池包接入识别方法，其特征在于，所述控制器包括电源模块、控制模块、采样分压电阻；

所述采样分压电阻的一端与所述侦测电阻连接，所述采样分压电阻的另一端与所述电源模块连接，以形成所述采样电路；

所述控制模块连接至所述侦测电阻与所述采样分压电阻之间的连接线节点并进行采样，得到采样电压；

所述控制模块根据所述采样电压计算出所述侦测电阻的阻值。

3.如权利要求2所述的电池包接入识别方法，其特征在于，所述控制模块根据所述采样电压计算出所述侦测电阻的阻值，具体的计算方式为：

根据分压电路原理计算出侦测电阻的阻值，其中算式具体如下：

其中，R_det为侦测电阻的阻值，R₁为采样分压电阻的阻值，V为电源模块提供的电压值，V_det为采样电压的电压值。

4.如权利要求2所述的电池包接入识别方法，其特征在于，所述控制器，还设有光伏板连接端、负载连接端、电池包电源连接端，以及充电开关和放电开关、充电控制模块和放电控制模块；

所述光伏板连接端通过所述充电开关连接所述充电控制模块；

所述负载连接端通过所述放电开关连接所述放电控制模块；

所述充电控制模块和所述放电控制模块均与所述电池包电源连接端连接；

所述充电开关和所述放电开关分别与所述控制模块连接。

5.如权利要求4所述的电池包接入识别方法，其特征在于，所述控制模块，还用于：

根据预设的周期重复检测所述侦测电阻的阻值是否符合所述阈值范围以判断所述电池包合法或非法；

若判定所述电池包合法，则所述控制模块向所述充电开关和所述放电开关发送开通开关的信号；

若判定所述电池包非法，则所述控制模块向所述充电开关和所述放电开关发送关断开关的信号。

6.如权利要求2所述的电池包接入识别方法，其特征在于，所述电源模块，包括降压芯片、功率电感、滤波电容以及反馈电阻；

所述降压芯片的正极端连接输入电源，所述降压芯片的自举输出端与所述功率电感串联，以及所述降压芯片的自举输出端与所述反馈电阻、所述滤波电容并联。

7.如权利要求6所述的电池包接入识别方法，其特征在于，所述电源模块，还包括输入滤波电容；所述降压芯片的正极端与所述输入滤波电容并联。

8.如权利要求6所述的电池包接入识别方法，其特征在于，所述电源模块，还包括反馈分压电阻；

所述降压芯片还设有反馈输入端；所述反馈输入端串联所述反馈分压电阻后接地。

9.如权利要求6所述的电池包接入识别方法，其特征在于，所述电源模块，还包括使能分压电阻；

所述降压芯片还设有使能端；所述降压芯片的使能端连接所述使能分电阻及连接所述输入电源。

10.一种电池包接入识别系统，其特征在于，适用于如权利要求1至9任一所述的电池包接入识别方法。

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